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影响EMC的几个因素

时间:2010-09-09 11:38:20

電壓——電源電壓越高,意味著電壓振幅越大而發射就更多,而低電源電壓影響敏感度。
頻率——高頻產生更多的發射,周期性信號產生更多的發射。在高頻數字系統中,當器件開關時產生電流尖峰信號;在模擬系統中,當負載電流變化時產生電流尖峰信號。
接地——對於電路設計沒有比可靠和完美的電源系統更重要的事情。在所有EMC題目中,主要題目是不適當的接地引起的。有三種信號接地方法:單點、多點和混合。在頻率低於1MHz時可采用單點接地方法,但不適於高頻。在高頻應用中,最好采用多點接地。混合接地是低頻用單點接地而高頻用多點接地的方法。地線布局是樞紐的。高頻數字電路和低電平模擬電路的地回路絕對不能混合。
PCB設計——適當的印刷電路板(PCB)布線對防止EMI是至關重要的。
電源去耦——當器件開關時,在電源線上會產生瞬態電流,必需衰減和濾掉這些瞬態電流來自高di/dt源的瞬態電流導致地和線跡『發射』電壓。高di/dt產生大范圍高頻電流,激勵部件和纜線輻射。流經導線的電流變化和電感會導致壓降,減小電感或電流隨時間的變化可使該壓降最小。

降低噪聲的技術
防止乾擾有三種方法:
1. 按捺源發射。
2. 使耦合通路盡可能地無效。
3. 使接收器對發射的敏感度盡量小

下面先容板級降噪技術。板級降噪技術包括板結構、線路鋪排和濾波。
板結構降噪技術包括:
* 采用地和電源平板
* 平板面積要大,以便為電源去耦提供低阻抗
* 使表面導體起碼
* 采用窄線條(4到8密耳)以增加高頻阻尼和降低電容耦合
* 分開數字、模擬、接收器、發送器地/電源線
* 根據頻率和類型分隔PCB上的電路
* 不要切痕PCB,切痕四周的線跡可能導致不但願的環路
* 采用多層板密封電源和地板層之間的線跡
* 避免大的開環板層結構
* PCB聯接器接機殼地,這為防止電路邊界處的輻射提供屏蔽
* 采用多點接地使高頻地阻抗低
* 保持地引腳短於波長的1/20 以防止輻射和保證低阻抗線路鋪排降噪技術包括用45。而不是90。線跡轉向,90。轉向會增加電容並導致傳輸線特性阻抗變化
* 保持相鄰激勵線跡之間的間距大於線跡的寬度以使串擾最小
* 時鍾信號環路面積應盡量小
* 高速線路和時鍾信號線要短和直接連接
* 敏感的線跡不要與傳輸高電流快速開關轉換信號的線跡並行
* 不要有浮空數字輸入,以防止不必要的開關轉換和噪聲產生
* 避免在晶振和其它固有噪聲電路下面有供電線跡
* 相應的電源、地、信號和回路線跡要平行以消除噪聲
* 保持時鍾線、總線和片使能與輸入/輸出線和連接器分隔
* 路線時鍾信號正交I/O信號
* 為使串擾最小,線跡用直角交叉和散置地線
* 保護樞紐線跡(用4密耳到8密耳線跡以使電感最小,路線緊靠地板層,板層之間夾層結構,保護夾層的每一邊都有地)

濾波技術包括:
* 對電源線和所有進入PCB的信號進行濾波
* 在IC的每一個點原引腳用高頻低電感陶瓷電容(14MHz用0.1UF,超過15MHz用0.01UF)進行去耦
* 旁路模擬電路的所有電源供電和基准電壓引腳
* 旁路快速開關器件
* 在器件引線處對電源/地去耦
* 用多級濾波來衰減多頻段電源噪聲

其它降噪設計技術有:
* 把晶振安裝嵌入到板上並接地
* 在適當的地方加屏蔽
* 用串聯終端使諧振和傳輸反射最小,負載和線之間的阻抗失配會導致信號部門反射,反射包括瞬時擾動和過沖,這會產生很大的EMI
* 鋪排臨近地線緊靠信號線以便更有效地阻止泛起電場
* 把去耦線驅動器和接收器適當地放置在緊靠實際的I/O接口處,這可降低到PCB其它電路的耦合,並使輻射和敏感度降低
* 對有乾擾的引線進行屏蔽和絞在一起以消除PCB上的相互耦合
* 在感性負載上用鉗位二極管
EMC是DSP系統設計所要考慮的重要題目,應采用適當的降噪技術使DSP系統符合EMC要求

第二篇 PowerPCB在印制電路板設計中的應用技術

印制電路板(PCB)是電子產品中電路元件和器件的支橕件。它提供電路元件和器件之間的電氣連接。跟著電子技術的飛速發展,PCB的密度越來越高。PCB設計的好壞對抗乾擾能力影響很大。實踐證實,即使電路原理圖設計准確,印制電路板設計不當,也會對電子產品的可靠性產生不利影響。例如,假如印制板兩條細平行線靠得很近,則會形成信號波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設計印制電路板的時候,應留意采用准確的方法,遵守PCB設計的一般原則,並應符合抗乾擾設計的要求。
一、 PCB設計的一般原則
要使電子電路獲得最佳機能,元器件的布局及導線的布設是很重要的。為了設計質量好、造價低的PCB,應遵循以下的一般性原則:
1.布局
首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時,印制線條長,阻抗增加,抗噪聲能力下降,本錢也增加;過小,則散熱不好,且臨近線條易受乾擾。在確定PCB尺寸後,再確定特殊元件的位置。最後,根據電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局。
在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則:
(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線,想法減少它們的分布參數和相互間的電磁乾擾。易受乾擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應盡量闊別。
(2)某些元器件或導線之間可能有較高的電位差,應加大它們之間的間隔,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。
(3)重量超過15g的元器件,應當用支架加以固定,然後焊接。那些又大又重、發燒量多的元器件,不宜裝在印制板上,而應裝在整機的機箱底板上,且應考慮散熱題目。熱敏元件應闊別發燒元件。
(4)對於電位器、可調電感線圈、可變電容器、微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求。若是機內調節,應放在印制板上利便調節的地方;若是機外調節,其位置要與調節旋鈕在機箱面板上的位置相適應。
(5)應留出印制板定位孔及固定支架所佔用的位置。

根據電路的功能單元。對電路的全部元器件進行布局時,要符合以下原則:
(1)按照電路的流程鋪排各個功能電路單元的位置,使布局便於信號暢通流暢,並使信號盡可能保持一致的方向。
(2)以每個功能電路的核心元件為中央,圍繞它來進行布局。元器件應平均、整潔、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。
(3)在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊輕易,易於批量出產。
(4)位於電路板邊沿的元器件,離電路板邊沿一般不小於2mm。電路板的最佳外形為矩形。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大於200×150mm時,應考慮電路板所受的機械強度。

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